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米格31相控阵雷达性能如何?

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米格31战斗机的相控阵雷达,也就是我们常说的“扎苏隆”(Zaslon)或者称之为RLK31,它的性能在诞生之初可以说是划时代的,即使放到现在,它依然有着相当出色的表现,尤其是在其设计定位的空战领域。

要详细讲讲米格31的雷达,我们得从几个方面来剖析。

1. 革命性的技术突破:早期相控阵的先驱

米格31装备的RLK31雷达,是世界上第一款装备在战斗机上的相控阵雷达。这本身就足以载入航空史册。在它出现之前,战斗机的雷达普遍是机械扫描的,就像一个笨重的盘子在那里转来转去,探测速度慢,而且容易被干扰。

相控阵雷达,简单来说,就是它不是靠物理移动天线来改变波束方向,而是通过控制天线上成千上万个小的发射/接收单元(称为“阵元”),改变它们发出的电磁波的相位,从而在极短的时间内将电磁波束“指向”任何一个角度。这就像把原来需要靠手来转动的望远镜,变成了可以通过电脑一瞬间切换观察方向的电子望远镜。

这种技术带来的直接好处是:

极快的扫描速度和波束指向: RLK31可以在很短的时间内扫描非常广阔的空域,并且能够瞬间锁定多个目标。
多目标跟踪与交战能力: 由于其电子扫描的特性,它可以在扫描的同时,将一部分资源分配给跟踪已探测到的目标,甚至同时引导多枚导弹攻击多个目标。米格31在设计时就强调了其作为“空中拦截机的截击能力”,这意味着它需要能够应对大量来袭目标,RLK31是实现这一目标的关键。
抗干扰能力更强: 相控阵雷达的波束可以非常窄且精确,而且可以通过电子方式改变波束形状和频率,这使得它比传统的机械扫描雷达更难被敌方的电子干扰设备针对性压制。

2. 主要性能参数(基于公开信息和推断)

具体到RLK31的参数,由于很多细节仍然是保密的,我们只能根据公开资料和技术推断来描述:

探测距离: 对于米格31这样的大型截击机,其雷达的探测距离是其核心优势之一。据估计,RLK31在探测像轰炸机这样的大型目标时,最大探测距离可能达到180200公里,甚至可能超过200公里。对于战斗机这样的小型目标,探测距离会显著缩短,但即便如此,在当时也属于顶尖水平。相比之下,同期许多战斗机的雷达探测距离可能只有100公里左右。
扫描范围: 其电子扫描的优势体现在扫描范围上。RLK31可以在相当宽的扇区内进行搜索,例如水平方向的120度,甚至更宽。这使得米格31在一次扫描中能覆盖比机械扫描雷达大得多的区域。
多目标处理能力: 这是RLK31最闪耀的特点之一。它能够同时跟踪大约10个目标,并能同时引导8枚R33(AA9“ Amos”)远程空对空导弹攻击其中的4个目标。这一点在当时的西方战斗机上是很难想象的,通常只能同时攻击一个或最多两个目标。这种多目标交战能力赋予了米格31强大的集群作战能力,尤其是在对抗敌方战略轰炸机编队时。

3. 设计定位与优势体现

米格31的雷达设计,是围绕其“国土防空和战略截击机”的定位展开的。它的主要任务是升空拦截来袭的敌方轰炸机、侦察机以及后来的巡航导弹等。

远程拦截: 出色的探测距离和扫描能力,使其能够提前发现远方的威胁,为己方空域赢得宝贵的反应时间。
编队协同: 米格31雷达的数据链能力也很强。它可以将探测到的信息通过数据链传输给其他米格31,甚至地面的防空指挥系统,形成一个协同作战的网络。这意味着一架米格31发现目标后,信息可以共享给整个编队,提高了整体的态势感知能力。
“飞行预警机”角色: 有些分析认为,米格31的雷达能力甚至使其在一定程度上能够充当“飞行预警机”,为其他战斗机提供目标指示。

4. 局限性与发展

当然,作为一项早期技术,RLK31也存在一些局限性:

体积和重量: 第一代相控阵雷达的体积和重量都比较大,这对于设计精巧的战斗机来说是个挑战。米格31本身就是一架尺寸较大的飞机,足以容纳下RLK31。
成本: 相控阵雷达的研制和生产成本通常比机械扫描雷达要高得多。
目标识别能力: 早期雷达在区分目标类型(例如区分轰炸机和大型民航客机)方面可能不如现代雷达那么精细。
更新换代: 随着科技的发展,现代战斗机普遍装备了更先进的有源相控阵雷达(AESA),AESA雷达在探测距离、抗干扰能力、多功能性(如可以兼顾对地攻击)等方面都要优于RLK31这样的无源相控阵雷达(PESA)。

尽管如此,米格31的RLK31雷达无疑是航空电子技术史上的一个里程碑。即使在俄罗斯对米格31进行现代化改进时(例如米格31BM),也对雷达进行了升级,但其核心的电子扫描技术得以保留,并在此基础上进行了性能提升。

总的来说,米格31的相控阵雷达是一项革命性的技术,它赋予了这款战斗机强大的远程探测、多目标跟踪和交战能力,完美契合了其战略截击机的设计定位,并在相当长一段时间内保持了其技术领先性。

网友意见

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1978年的MIG-31闪舞PESA雷达测试实验,目标为RCS=19平方米的图-16飞机,测试共10组,267810组为高空飞行,13459组低空飞行,迎头飞行状态。可知对高空迎头目标探测距离170~210千米,平均180千米;对低空迎头目标140~190千米,平均160千米。

简单雷达距离公式换算为RCS=3平方米的战机目标(MIG-21),可得使用HPRF波形高空迎头无地杂波干扰时约为108~132千米,平均113千米;低空迎头时为88~119千米,平均100千米。

与之相对比,苏27战机N001雷达在高空对RCS=3平方米迎头目标使用HPRF波形探测时距离为80~100千米。可知米格31的闪舞PESA雷达性能略优于N001雷达。

而1974年服役的APG-63雷达对前向RCS约6.0平米的靶机在迎头时对非低空目标有效检测距离大概是92~130公里,对于低空目标也有着85~110公里的有效检测距离,若换算为苏机标准的3平方米RCS目标,则对迎头高空目标检测距离约为80~110km,米格31的闪舞PESA雷达口径达1100毫米,APG-63雷达直径840毫米,在大出一圈口径的情况下,大家都是HPRF波形,效果却区别不算大。这可能也是因为前苏联雷达后端处理系统落后带来的问题。

虽然探测性能只是差强人意,但闪舞雷达作为前苏联首批使用了正儿八经的HPRF高重频多普勒模式的实用机载雷达,以及PESA体制带来的较广搜索范围和高刷新率,在81年进入苏联空军服役的时候,仍不失为皇冠上的明珠。其拥有迎头对贴地飞行的巡航导弹较好的探测拦截能力,这可能也是它“猎狐犬”的代号由来之一,巡航导弹就是狡猾的狐狸。

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